物质代谢联系与调节
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在一般情况下，食物中蛋白质的主要营养作用是满足动物生长、 修补和更新组织的需要。合成蛋白质需要的能量，主要依靠糖，其 次是脂肪供给。蛋白质合成代谢增强时，糖和脂肪，并且首先是糖 的分解代谢必然增强，除了提供所需要的能量外，还可合成某些非 必需氨基酸作为蛋白质合成的原料。可见，食物中能源物质不足时， 会影响蛋白质的合成。
① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度， 故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。
② 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定 整个代谢途径的方向。
③ 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效 应剂的调节。
物质代谢联系与调节
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
葡
磷酸二羟丙酮
甘油
萄 糖
乙酰CoA
脂肪酸
脂肪
这就是摄取不含脂肪的高糖膳食可使人肥胖及血脂升高的原因
物质代谢联系与调节
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
代谢调节的实质，就是把体内的酶组织起来，在统 一的指挥下，互相协作，以便使整个代谢过程适应生 理活动的需要。
物质代谢联系与调节
2.2 代谢调节的方式： 三级水平代谢调节
细胞水平代谢调节
动物机体
激素水平代谢调节 整体水平代谢调节
组织、器官
组织、器官
组织、器官
细胞
细胞 细胞
细胞
细胞
细胞
物质代谢联系与调节
例如
脱氨基
丙氨酸
丙酮酸
糖异生 葡萄糖
物质代谢联系与调节
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
物质代谢联系与调节
柠檬酸
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪、胆固醇
氨基酸
乙酰CoA
脂肪 胆固醇
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
物质代谢联系与调节
糖、脂类和蛋白质代谢之间的相互影响突出地表现在能量供应上。 动物各种生理活动所需要的能量约70％以上是由糖供应的。当糖类 供应充足时，机体以糖作为能量的主要来源，而脂肪和蛋白质的分 解供能较少。糖的供应量超过机体的需要时，过量的糖则转变成脂 肪作为能量储备。糖类供应不足或饥饿时，一方面糖的异生作用加 强，即主要动用机体蛋白转变为糖，另一方面动员脂肪分解供能。 长期饥饿，体内脂肪分解大大加快，甚至会出现酮血症。
多酶体系 蛋白质合成 多种水解酶 尿素合成 血红素合成
分布 内质网、胞液
溶酶体 线粒体、胞液 线粒体、胞液
• 酶的隔离分布的意义 ——保证了代谢途径的定向和有序，也使合成途径和分
解途径彼此独立、分开进行。
物质代谢联系与调节
• 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及 方向由其中的关键酶决定。
•关键酶催化的反应具有以下特点：
第十一章 物质代谢的联系与调节
物质代谢联系与调节
• 物质代谢的基本目的
（1） 生成ATP ATP被称之为“通用能量货币”
（2）生成还原辅酶 动物机体代谢过程中所产生还原力，其代表
性物质是辅酶（NADPH+H+） （3） 产生各种生物合成所需的小分子前体或代 谢终产物
物质代谢联系与调节
第一节 物质代谢的相互联系
物质代谢联系与调节
第二节 物质代谢的调节
物质代谢联系与调节
2.1 代谢调节的实质
恒态(stable state)是机体代谢的基本状态。恒态的破 坏意味着疾病或机体的死亡。机体通过代谢调节维持 恒态。
代谢的调节主要是对酶进行调节，包括酶的活性和 酶量。尤其是途径中的关键酶（限速酶、调节酶）， 使他们的活性不致过高或过低，不会缺乏也不会不适 时表达，以保持整个机体的代谢以恒态的方式进行。
一、细胞水平的代谢调节
细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key
enzyme)的活性决定。 • 代谢调节主要是通过对关键酶的调节而实现
的。
物质代谢联系与调节
（一）细胞内酶的隔离分布
• 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于 细胞的某一区域 。
物质代谢联系与调节
物质代谢联系与调节
生物体内的各种物质，既有各自特殊的代谢 途径，又通过一些共同的中间代谢物或代谢环节 广泛地形成网络，彼此影响、相互转化，其中糖 酵解（EMP）途径和三羧酸（TCA）循环便是沟 通各代谢之间联系的重要渠道，所以EMP途径和 TCA循环又被称为中心代谢途径（central metabolic pathway）或无定向代谢途径 （amphibolic pathway）。
合成嘌呤
合成嘧啶
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
物质代谢联系与调节
3. 核苷酸在调节代谢中也起着重要作用
ATP是能量通用货币和转移磷酸基团的主要 分子，UTP参与单糖的转变和多糖的合成，CTP 参与磷脂的合成，而GTP参与蛋白质多肽链的生 物合成。
许多重要的辅酶辅基，如CoA、NAD、FAD 等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物，参与酶的催化作 用。环核苷酸，如cAMP，cGMP作为胞内信号分 子（第二信使）参与细胞信号的传导。
物质代谢联系与调节
多酶体系在细胞内的分布
多酶体系 三羧酸循环 氧化磷酸化
糖酵解 磷酸戊糖途径
糖异生 糖原合成
分布 线粒体 线粒体 胞液 胞液 胞液 胞液
物质代谢联系与调节
多酶体系
脂酸 氧化 脂酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 DNA、RNA合成
分布
线粒体 胞液
内质网、胞液 内质网 细胞核
物质代谢联系与调节
丝氨酸
脱羧
胆胺
甲基化
胆碱
磷脂酰丝氨酸 脑磷脂 卵磷脂 物质代谢联系与调节
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
物质代谢联系与调节
பைடு நூலகம்
（四）核酸与糖、脂、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
物质代谢联系与调节
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时
脂肪大量动员 糖不足
乙酰CoA 酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足
高酮血症
氧化受阻
物质代谢联系与调节
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α酮酸，可转变为糖。
① 速度最慢，它的速度决定整个代谢途径的总速度， 故又称其为限速酶(limiting velocity enzymes)。
② 催化单向反应不可逆或非平衡反应，它的活性决定 整个代谢途径的方向。
③ 这类酶活性除受底物控制外，还受多种代谢物或效 应剂的调节。
物质代谢联系与调节
（一）糖代谢与脂代谢的相互联系 1. 摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
葡
磷酸二羟丙酮
甘油
萄 糖
乙酰CoA
脂肪酸
脂肪
这就是摄取不含脂肪的高糖膳食可使人肥胖及血脂升高的原因
物质代谢联系与调节
2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖
甘油激酶 甘油
磷酸-甘油
葡 萄
肝、肾、肠
代谢调节的实质，就是把体内的酶组织起来，在统 一的指挥下，互相协作，以便使整个代谢过程适应生 理活动的需要。
物质代谢联系与调节
2.2 代谢调节的方式： 三级水平代谢调节
细胞水平代谢调节
动物机体
激素水平代谢调节 整体水平代谢调节
组织、器官
组织、器官
组织、器官
细胞
细胞 细胞
细胞
细胞
细胞
物质代谢联系与调节
例如
脱氨基
丙氨酸
丙酮酸
糖异生 葡萄糖
物质代谢联系与调节
2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸
丙氨酸
天冬氨酸
糖
丙酮酸
草酰乙酸
乙酰CoA
α-酮戊二酸 谷氨酸
物质代谢联系与调节
柠檬酸
（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系
1. 蛋白质可以转变为脂肪、胆固醇
氨基酸
乙酰CoA
脂肪 胆固醇
2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料
物质代谢联系与调节
糖、脂类和蛋白质代谢之间的相互影响突出地表现在能量供应上。 动物各种生理活动所需要的能量约70％以上是由糖供应的。当糖类 供应充足时，机体以糖作为能量的主要来源，而脂肪和蛋白质的分 解供能较少。糖的供应量超过机体的需要时，过量的糖则转变成脂 肪作为能量储备。糖类供应不足或饥饿时，一方面糖的异生作用加 强，即主要动用机体蛋白转变为糖，另一方面动员脂肪分解供能。 长期饥饿，体内脂肪分解大大加快，甚至会出现酮血症。
多酶体系 蛋白质合成 多种水解酶 尿素合成 血红素合成
分布 内质网、胞液
溶酶体 线粒体、胞液 线粒体、胞液
• 酶的隔离分布的意义 ——保证了代谢途径的定向和有序，也使合成途径和分
解途径彼此独立、分开进行。
物质代谢联系与调节
• 代谢途径是一系列酶促反应组成的，其速度及 方向由其中的关键酶决定。
•关键酶催化的反应具有以下特点：
第十一章 物质代谢的联系与调节
物质代谢联系与调节
• 物质代谢的基本目的
（1） 生成ATP ATP被称之为“通用能量货币”
（2）生成还原辅酶 动物机体代谢过程中所产生还原力，其代表
性物质是辅酶（NADPH+H+） （3） 产生各种生物合成所需的小分子前体或代 谢终产物
物质代谢联系与调节
第一节 物质代谢的相互联系
物质代谢联系与调节
第二节 物质代谢的调节
物质代谢联系与调节
2.1 代谢调节的实质
恒态(stable state)是机体代谢的基本状态。恒态的破 坏意味着疾病或机体的死亡。机体通过代谢调节维持 恒态。
代谢的调节主要是对酶进行调节，包括酶的活性和 酶量。尤其是途径中的关键酶（限速酶、调节酶）， 使他们的活性不致过高或过低，不会缺乏也不会不适 时表达，以保持整个机体的代谢以恒态的方式进行。
一、细胞水平的代谢调节
细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节 • 细胞内酶呈隔离分布。 • 代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key
enzyme)的活性决定。 • 代谢调节主要是通过对关键酶的调节而实现
的。
物质代谢联系与调节
（一）细胞内酶的隔离分布
• 代谢途径有关酶类常常组成多酶体系，分布于 细胞的某一区域 。
物质代谢联系与调节
物质代谢联系与调节
生物体内的各种物质，既有各自特殊的代谢 途径，又通过一些共同的中间代谢物或代谢环节 广泛地形成网络，彼此影响、相互转化，其中糖 酵解（EMP）途径和三羧酸（TCA）循环便是沟 通各代谢之间联系的重要渠道，所以EMP途径和 TCA循环又被称为中心代谢途径（central metabolic pathway）或无定向代谢途径 （amphibolic pathway）。
合成嘌呤
合成嘧啶
2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供
物质代谢联系与调节
3. 核苷酸在调节代谢中也起着重要作用
ATP是能量通用货币和转移磷酸基团的主要 分子，UTP参与单糖的转变和多糖的合成，CTP 参与磷脂的合成，而GTP参与蛋白质多肽链的生 物合成。
许多重要的辅酶辅基，如CoA、NAD、FAD 等都是腺嘌呤核苷酸的衍生物，参与酶的催化作 用。环核苷酸，如cAMP，cGMP作为胞内信号分 子（第二信使）参与细胞信号的传导。
物质代谢联系与调节
多酶体系在细胞内的分布
多酶体系 三羧酸循环 氧化磷酸化
糖酵解 磷酸戊糖途径
糖异生 糖原合成
分布 线粒体 线粒体 胞液 胞液 胞液 胞液
物质代谢联系与调节
多酶体系
脂酸 氧化 脂酸合成 胆固醇合成 磷脂合成 DNA、RNA合成
分布
线粒体 胞液
内质网、胞液 内质网 细胞核
物质代谢联系与调节
丝氨酸
脱羧
胆胺
甲基化
胆碱
磷脂酰丝氨酸 脑磷脂 卵磷脂 物质代谢联系与调节
3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸
脂肪
甘油
某些非必需氨基酸
磷酸甘油醛
糖酵解途径
丙酮酸
其他α-酮酸
物质代谢联系与调节
பைடு நூலகம்
（四）核酸与糖、脂、蛋白质代谢的相互联系
1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料
天冬氨酸 甘氨酸
谷氨酰胺
一碳单位
脂
糖
肪
脂酸
乙酰CoA
葡萄糖
物质代谢联系与调节
3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时
脂肪大量动员 糖不足
乙酰CoA 酮体生成增加
草酰乙酸 相对不足
高酮血症
氧化受阻
物质代谢联系与调节
（二）糖与氨基酸代谢的相互联系
1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α酮酸，可转变为糖。